Передающая система кв диапазона

Задачей полезной модели является обеспечение возможности работы системы, как с традиционными источниками передаваемой информации, так и в высокоскоростных локальных информационных сетях и предотвращение снижения мощности выходных сигналов траков, обусловленного характеристиками сумматора и низким КБВ антенны.

Передающая система KB диапазона содержит четыре радиопередающих тракта, включающих контроллер, возбудитель и усилитель мощности, опорный генератор, подключенный выходом к соответствующим входам возбудителей, первый и второй коммутаторы, сумматор и центральный контроллер, подключенный соответствующими портами последовательного интерфейса к портам управления коммутаторов, также в нее введены первый блок преобразователей «аналог-код», входы которого являются НЧ входами системы, персональный компьютер местного управления, антенно-согласующее устройство, включенное между входом сумматора и соответствующим входом второго коммутатора, второй блок преобразователей «аналог-код», включающий в себя оперативное запоминающее устройство, синтезатор частот и четырехканальные блоки собственно преобразователей «аналог-код» и дифференциальных усилителей, подключенных входами к контрольным выходам сумматора, установленные в каждый передающий тракт модемы высокоскоростной локальной сети, подключенные выходными портами к соответствующим портам контроллеров и возбудителей, причем возбудители передающих трактов выполнены с использование в модуляторах цифровых сигнальных процессоров, первый порт последовательного интерфейса центрального контроллера является портом модема высокоскоростной локальной сети, первый коммутатор подключен входами к выходам усилителей мощности, а выходами подключен к входам сумматора и второго коммутатора, выходы которого являются ВЧ выходами системы, входы синхронизации модемов и возбудителей трактов и порты модемов, персонального компьютера, первого преобразователя «аналог-код», синтезатора частот и оперативного запоминающего устройства второго преобразователя «аналог-код» и антенно-согласующего устройства подключены к соответствующим портам и выходам центрального контроллера.

Наиболее близкой к предлагаемой системе является четырехтрактовая функциональная группа широкополосной передающей системы ХВ2900 фирмы «Rohde&Schwarz» [1], в которой наряду с независимым использованием трактов в четырех радиолиниях предусмотрена возможность повышения излучаемой мощности в одной радиолинии путем суммирования мощностей всех трактов.

Схема указанной функциональной группы представлена на фиг.1.

Группа содержит четыре радиопередающих тракта 2, включающих контроллер 3, возбудитель 5 и усилитель мощности 8, опорный генератор 6, подключенный выходом к соответствующим входам возбудителей, первый коммутатор 4, включенный между информационными (ИНФ) клеммами и модуляционными входами возбудителей, второй коммутатор 7, включенный между выходами возбудителей и входами усилителей мощности, последовательно включенные между выходами усилителей мощности и клеммами входа высокой частоты (ВЧ) сумматор 10 и триплексер 9, и центральный контроллер 1, подключенный соответствующими портами последовательного интерфейса к линии дистанционного управления и портам управления первого и второго коммутаторов.

Сумматор 10 выполнен из включенных пирамидой двухвходовых сумматоров и допускает возможность работы как с разными (некогерентными) так и одинаковыми (когерентными) сигналами на своих входах.

Триплексер 9 содержит три полосовых фильтра, направляющих выходные сигналы сумматора 10 на соответствующие им по диапазону рабочих частот антенны, подключаемые к клеммам Выход ВЧ.

При независимом использовании передающих трактов каждый из возбудителей через коммутаторы 4 и 7 подключен к одному из источников аналоговой (телефонной) или дискретной (телеграфной) информации и одному усилителю мощности. В режиме с суммированием мощностей один из возбудителей подключен к одному из источников передаваемой информации и ко всем усилителям мощности.

Во многих случаях возникает необходимость интеграции подобной системы в разветвленную информационную сеть, в которой мониторинг, управление функциональными элементами системы и доставка подлежащей передаче информации осуществляется из одного удаленного терминала на высокой скорости.

Зачастую работать приходиться с широкодиапазонной антенной, аналогично указанной в [2] и имеющей в некоторых участках диапазона рабочих частот величину коэффициента бегущей волны (КБВ) не более 0,3.

Возможность работы с удаленным высокоскоростным терминалом в рассматриваемой системе отсутствует, а при работе с низким значением КБВ антенны мощность ее выходного сигнала в разы меньше установленного уровня за счет защитной реакции системы автоматической регулировки мощности передающего тракта. Кроме того, при независимом использовании трактов за счет сумматора мощность тракта на выходе системы примерно в два раза меньше мощности на выходе усилителя мощности тракта.

Задачей полезной модели является обеспечение возможности работы системы, как с традиционными источниками передаваемой информации так и в высокоскоростных локальных информационных сетях и предотвращение снижения мощности выходных сигналов трактов, обусловленного характеристиками сумматора и низким КБВ антенны.

Поставленная задача достигается тем, что в систему, содержащую четыре радиопередающих тракта, включающих контроллер, возбудитель и усилитель мощности, опорный генератор, подключенный выходом к соответствующим входам возбудителей, первый и второй коммутаторы, сумматор и центральный контроллер, подключенный соответствующими портами последовательного интерфейса к портам управления коммутаторов, введены первый блок преобразователей «аналог-код», выходы которого являются низкочастотными (НЧ) входами системы, персональный компьютер местного управления, антенно-согласующее устройство, включенное между выходом сумматора и одним из входов второго коммутатора, второй блок преобразователей «аналог-код», включающий оперативное запоминающее устройство, синтезатор частот и четырехканальные блоки собственно преобразователей «аналог-код» и дифференциальных усилителей, подключенные входами к контрольным выходам сумматора, введенные в каждый передающий тракт модемы высокоскоростной локальной сети, подключенные выходными портами к соответствующим портам контроллеров и возбудителей. При этом возбудители передающих трактов выполнены с использованием в модуляторах цифровых сигнальных процессоров, первый порт последовательного интерфейса центрального контроллера является портом модема скоростной локальной информационной сети, первый коммутатор подключен входами к выходам усилителей мощности, а выходами - к входам сумматора и второго коммутатора, выходы которого являются ВЧ выходами системы, входы синхронизации модемов и возбудителей трактов и порты модемов трактов, персонального компьютера, первого преобразователя «аналог-код», синтезатора частот и оперативного запоминающего устройства второго преобразователя «аналог-код», и антенно-согласующего устройства подключены к соответствующим портам и выходам центрального контроллера.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию «новизна», т.к. отличаются от прототипа наличием новых функциональных элементов и новых связей между элементами.

Структурная схема предлагаемой системы представлена на фиг.2.

Передающая система содержит четыре радиопередающих тракта 4, включающих контроллер 5, возбудитель 7, усилитель мощности 11 и скоростной модем локальной информационной сети 6, опорный генератор 8, подключенный выходом к соответствующим входам возбудителей, первый коммутатор 12, подключенный входами к выходам усилителей мощности, подключенные входами к выходам первого коммутатора сумматор 9 и второй коммутатор 13, выходы которого являются ВЧ выходами системы, антенно-согласующее устройство 10, включенное между выходом сумматора и соответствующим входом второго коммутатора, первый блок преобразователей «аналог-код» 1, подключенный входами к клеммам ИНФа (входы НЧ ТЛФ и ТЛГ сигналов), персональный компьютер местного управления 3, второй блок преобразователей «аналог-код» 14, включающий оперативное запоминающее устройство 15, синтезатор частот 18 и четырехканальные блоки собственно преобразователей «аналог-код» 16 и дифференциальных усилителей 17, подключенных входами к контрольным выходам сумматора 9, центральный контроллер 2, подключенный портами последовательного интерфейса и выходами сигналов синхронизации к клеммам ДУ/ИНФц (входы оцифрованных команд и сигналов) и к портам и входам синхронизации компьютера 3, первого и второго преобразователя «аналог-код», оперативного запоминающего устройства 15, синтезатора частот 18, скоростных модемов 6, первого 12 и второго 13 коммутаторов и возбудителей 7.

Вид и параметры модуляции в выходных сигналах передающих трактов и, следовательно, на выходах системы определяются командами, поступающими в модуляторы возбудителей 7, выполненные с использованием цифрового сигнального процессора, например, как указано в [3]. Эти команды поступают или с клемм ДУ/ИНФц или с персонального компьютера 3 через центральный контроллер 2, скоростные модемы 6 и контроллеры трактов 5. Передаваемая информация поступает в модуляторы возбудителей в цифровом виде на скорости соответствующей параметрам модуляции из накопителей скоростных модемов 6, в которые она поступает на скорости 1 Мбит/сек пакетами в (250-1280) байтов. С клемм ИНФа, оцифрованная в первом преобразователе «аналог-код» 1, и ДУ/ИНФц, оцифрованная во внешней аппаратуре. Информационный обмен центрального контроллера 2 с модемами трактов 6 и внешним терминалом реализуется, например, в соответствии со стандартом IEEE 802.3z по спецификации 1000 Base-T для локальной сети Gigabit Ethernet. Обмен с остальными элементами системы осуществляется посредством более простых и менее скоростных стыков типа RS или CAN.

При независимом использовании передающих трактов 4 выходы их усилителей мощности 11 коммутаторами 12 и 13 скоммутированы на соответствующие клеммы Выход ВЧ. Для работы с суммированием мощностей трактов необходимо:

- выходы усилителей мощности 11 коммутатором 12 подключить к входам сумматора 9;

- антенно-согласующее устройство 10, выполненное, например, как указано в [4], через коммутатор 13 подключить к заданной клемме Выход ВЧ и настроить на заданную рабочую частоту;

- установить в трактах заданную рабочую частоту, настроечные режим работы с фазовой манипуляцией и уровень ВЧ мощности;

- установить на синтезаторе частот 18 частоту на некоторую величину f ниже заданной рабочей частоты f_P системы;

- при включенном излучении трактов в течение N интервалов времени произвести набор в оперативное запоминающее устройство 15 одновременных выборок сигналов, снимаемых с контрольных выходов сумматора 9;

- по накопленным выборкам в контроллере 2 определить значения разности фаз выходных сигналов трактов и ввести их со знаком «минус» соответственно в возбудители 7, после чего разности фаз сигналов трактов будут близки к нулю до смены рабочей частоты;

- установить в трактах заданные режим работы и уровень мощности;

- засинхронизировать тракты по адресам и моментам записи и чтения накопителей и начать ввод в них передаваемой информации.

Вычисление разности фаз может быть произведено, например, по формуле:

,

где:

k=2, 3, 4 - номер тракта;

i=1, 2N - номер интервала Т_изм;

М1i, Mki - номера максимальных выборок для -го тракта в i-ом диапазоне Т_изм.

Для реализации быстродействующего преобразователя 14 можно использовать микросхемы:

AD 9854 - синтезатор частот;

AD 8332 - двухканальный дифференциальный усилитель;

AD 9238 - двухканальный быстродействующий преобразователь «аналог-код»;

IDT 72V283 - быстродействующее оперативное запоминающее устройство.

Возможные реализации преобразователей для ТЛФ и ТЛГ сигналов в блоке преобразователей «аналог-код» 1 представлены в [3].

В схеме центрального контроллера 2 и скоростного модема 6 целесообразно использовать микросхему высокоскоростного сигнального микропроцессора ADSP-BF537BBCZ-5B.

Таким образом, в предложенной системе выполнена поставленная задача, а именно:

- обеспечена возможность работы как с традиционными близкорасположенными источниками передаваемой информации через входы ИНФа, так и с удаленным терминалом высокоскоростной информационной сети через вход ДУ/ИНФц;

- исключены потери мощности выходных сигналов трактов при независимом их использовании за счет подключений трактов к клеммам Выход ВЧ в обход сумматора;

- исключены потери мощности суммарного сигнала при работе на антенну с нужным КБВ за счет применения антенно-согласующего устройства.

Источники информации

1 HF Transmit/Receive Broadband System R&S® XB 2900 Data Sheet PD 0758.2825.32 Version 02.01 July 2005.

2 Патент 2289180 «Широкополосный вертикальный излучатель».

3 Repair Manual. HF Transceiver XK2100L Vol.2 of 4. POWER AMPLIFIER 6033.1504.01S.

4 Патент 2309491 «Антенно-согласующее устройство».

Передающая система KB диапазона, содержащая четыре радиопередающих тракта, включающих контроллер, возбудитель и усилитель мощности, опорный генератор, подключенный выходом к соответствующим входам возбудителей, первый и второй коммутаторы, сумматор и центральный контроллер, подключенный соответствующими портами последовательного интерфейса к портам управления коммутаторов, отличающаяся тем, что в нее введены первый блок преобразователей «аналог-код», входы которого являются НЧ входами системы, персональный компьютер местного управления, антенно-согласующее устройство, включенное между входом сумматора и соответствующим входом второго коммутатора, второй блок преобразователей «аналог-код», включающий в себя оперативное запоминающее устройство, синтезатор частот и четырехканальные блоки собственно преобразователей «аналог-код» и дифференциальных усилителей, подключенных входами к контрольным выходам сумматора, установленные в каждый передающий тракт модемы высокоскоростной локальной сети, подключенные выходными портами к соответствующим портам контроллеров и возбудителей, причем возбудители передающих трактов выполнены с использованием в модуляторах цифровых сигнальных процессоров, первый порт последовательного интерфейса центрального контроллера является портом модема высокоскоростной локальной сети, первый коммутатор подключен входами к выходам усилителей мощности, а выходами подключен к входам сумматора и второго коммутатора, выходы которого являются ВЧ выходами системы, входы синхронизации модемов и возбудителей трактов и порты модемов персонального компьютера, первого преобразователя «аналог-код», синтезатора частот и оперативного запоминающего устройства второго преобразователя «аналог-код» и антенно-согласующего устройства подключены к соответствующим портам и выходам центрального контроллера.